胶结充填体与矿柱相互作用双轴加载试验研究

矿柱与充填体之间的相互作用是矿柱和充填体优化和安全设计的重要问题。通过双轴加载试验研究了侧向应力和采场充填率等因素对矿柱与充填体相互作用的影响。结果表明：充填体接顶时，充填体能充分发挥自身强度并直接参与顶板支撑，此时矿柱-充填体支承系统可以充分发挥承载力；充填体不接顶时，在一定侧向应力作用下矿柱-充填体支撑力提高主要是两者界面摩擦力的提高，而充填体横向约束效应对于矿柱强度提高效应不明显；较高的充填率意味着在矿柱-充填体界面处产生更大接触面积，在一定侧向应力作用下会在界面产生更大的摩擦力，进而产生更大的系统承载能力。试验结果与新城金矿测试结果的对比证实了该项研究对于新城金矿二步采场的稳定性分析具有一定的指导意义。     

安庆铜矿高阶段矿柱回采的充填体稳定性研究

安庆铜矿采用大直径深孔采矿法两步骤回采矿房、矿柱，其回采高度近１２０ｍ。充填体稳定性是高阶段矿柱回采过程中一个关键性技术难题。为确保尾砂胶结充填体质量，进行了充填料配比、管道输送、相似材料模型、采场充填体质量检测等试验。在矿柱回采时采取了调整落矿爆破参数、实行强化出矿与强化充填等措施，使高阶段矿柱回采得以顺利进行。     

嗣后充填多矿柱同时回采充填体侧向位移研究

以3个矿柱同时回采为例,运用FLAC^3D建立了有限元模型并进行分析,采用控制变量法研究了在不同的矿柱一次回采高度、矿柱跨度、矿房宽度和充填体强度条件下充填体侧向位移的变化规律。结果表明,3个矿柱同时回采时,充填体双侧侧向位移值大于单侧侧向位移值,充填体侧向位移最大值出现在回采矿柱高度中间位置,由靠近中央位置向两端逐渐减小; 充填体最大侧向位移值随着矿柱跨度和一次回采高度增加不断增大,与矿房宽度和充填体强度呈负相关,充填体侧向位移的影响敏感程度由大到小顺序为: 矿房宽度、矿柱跨度、一次回采高度及充填体强度。     

深孔爆破冲击充填体损伤研究

为了研究深孔爆破二步骤回采爆破过程中充填体矿柱的损伤情况,以及在此过程中爆炸应力波在矿岩/充填体交界面之间的衰减规律,应用GDEM软件建立矿房与相邻矿柱的损伤模型,通过应力的衰减和损伤情况分析充填体矿柱的损伤情况及衰减过程,并探究了不同边孔距爆破时充填体的损伤情况。结果表明:矿山设计爆破参数对充填体边界损伤较大,且充填体的损伤范围随着边孔距的增大而减小。因此,可以通过合理调整边孔距尽量控制充填体矿柱的损伤范围,减小爆破损伤。     

矿柱—充填体系统协同作用机制研究

为深入分析矿柱和充填体的协同作用机制,针对矿山点柱式充填开采工艺,抽象出矿柱—充填体系统模型,并利用FLAC3D数值模拟软件构建其力学模型,从整体和局部的角度综合分析了矿柱和充填体的协同作用关系及其承载机制.研究表明:充填体对矿柱存在4种作用效果,即提高矿柱峰值强度、限制矿柱径向位移、延缓矿柱破坏、加强破坏矿柱承载能力...     

特殊类型矿柱回收技术实践

介绍了红透山铜矿用上向分层充填法回收特殊类型间柱、窄矿壁、进一步回收顶底柱和采用浅孔方式回收桃形矿柱的技术实践，提出了回收矿柱过程中揭露胶结充填体侧面和下表面后，其自稳性的相关认识与安全技术对策。     

爆破动载下高阶段充填体稳定性研究

充填体不产生大规模破坏是高阶段矿柱成功回采的关键。为了指导矿柱爆破设计、降低爆破对充填体的破坏效应, 试验研究了充填体动静力学特性, 分析了爆炸应力波在充填体界面的传播规律, 计算了爆破动载下高阶段矿柱不同开采高度充填体动静应力。对爆破动载下充填体稳定性进行了系统研究。     

基于数值模拟的采场结构参数与充填强度匹配性研究

针对新田岭钨矿区厚大矿体的赋存特征,利用FLAC3D数值模拟软件,分析了矿房宽度、矿柱宽度、底板充填体厚度、矿房充填体强度、底板充填体强度等对开采后围岩顶板沉降位移的影响。结果表明:一步骤回采矿房时,矿房宽度对顶板沉降变形的影响最大;二步骤回采矿柱时,矿房宽度及矿房充填体强度对顶板沉降变形的影响较大;下部中段回采时,底板充填体强度、矿房宽度以及矿柱宽度对顶板沉降变形的影响较大。综合上述3个研究结果,矿房宽度对顶板沉降变形的影响最大,其次是充填体强度,顶板沉降变形与矿房宽度呈正相关关系,而与充填体强度呈负相关关系。     

浅议李楼铁矿胶结充填体的选择

李楼铁矿胶结充填体矿柱合理配比,可使矿柱安全回采,并减缓覆岩变形。本文通过理论计算,得出了各配比充填体不同暴露高度下的应力强度;经过分析研究弹性模量与合理配比及充填体性能的关系后,利用ANSYS软件对五组不同配比的充填体材料进行了模拟计算。结果表明,李楼铁矿高阶段充填体矿柱配比至少为1∶8,强度不低于2.15MPa;根据充填体矿柱应力分布规律,胶结充填体强度设计宜采用混合比,其平均配比可以降低到1∶6.4。     

一维应力波理论在爆破地震效应研究中的应用

为研究大直径深孔采矿法矿柱回采爆破对相邻矿房充填体的地震效应，应用一维应力波理论计算了安庆铜矿１＾＃矿柱边孔爆破对相邻３＾＃矿房充填体交界面施加的动载荷，计算结果与爆破试验结果极为吻合，为安庆铜矿大直径深孔爆破的参数选择提供了科学依据。     

露天转地下开采爆破振动的现场监测与分析

对大冶铁矿东露天转地下开采无底柱分段崩落法回采挂帮矿爆破振动速度的测试与研究表明，质点爆破振动速度与单响最大爆破药量、爆心距、炸药种类和堵塞情况有关。在露天转地下开采时，如果对采空区充填废石，不仅可以使边坡表面岩体处于有利的三向受力状态，回填废石体还起到了爆破减震作用，同时还有明显的高频滤波作用，有利于保持地下巷道的稳定性。     

煤矿井下矸石充填技术与地面减沉效果

井下矸石充填开采不仅利用了矿井产生的矸石,而且采出了部分被压煤炭,较适用于建筑物下压煤开采,是实现煤矿绿色开采的重要途径之一。结合某矿巷道充填开采,采用计算机数值模拟技术,对煤矿巷道充填开采巷道间煤柱稳定性进行研究,选出较合理的煤柱留设宽度。根据实测结果,巷道充填开采实际充填率在80%左右。对某矿开采区域,采用巷道充填开采和条带开采2种方案进行进行预测,巷道充填开采地表沉陷效果较为显著。     

浅部开采尾砂膏体巷采设计与地表沉陷控制

针对我国充填开采材料来源不足的问题,通过理论分析、室内实验及现场实测等方法,系统研究了尾砂膏体充填材料特性、充填工艺,进行了尾砂膏体巷采设计及地表沉陷效果分析。研究确定了尾砂膏体优化配比为水砂比1∶5,质量浓度为70%;提出了尾砂膏体巷采方案,建立了巷采充填地表沉陷模型,解决了采煤、充填、工作面通风和安全出口问题;相似材料模拟试验表明,在巷采连采连充过程中覆岩没有冒落过程,直接顶是以微裂隙和层间离层往上发育,基本顶以弯曲下沉为主;充填体密实性、变形监测及地表移动观测表明,尾砂膏体巷采对地表沉陷控制较好。研究成果在淄博市张店区沣水镇张赵煤矿102采区进行了成功应用。     

地下矿山高阶段采场回采工艺技术研究

安庆铜矿主体采矿方法为高阶段大直径深孔回采嗣后充填采矿法,分矿房、矿柱两步骤回采,采空区实行嗣后充填。采场回采高度近120m。文章就安庆铜矿矿区、岩体特性,采矿方法进行了阐述,重点就高阶段采场结构参数,充填体稳定性等关键技术问题及相关回采技术措施进行分析、研究。     

充填开采过程中岩体能量释放规律研究

充填法开采过程中充填体与岩体的耦合力学作用是一个能量耗散过程。分析了岩石破坏比能,采用有限元方法研究了矿床开采过程中岩体能量的释放规律。研究表明,随着开挖体积的增加,岩体能量释放率逐渐增大,且随开挖体积呈二次曲线增长,采场充填对于减小岩体能量释放率具有显著的效果。     

沿空留巷围岩受力变形特征及支护对策

以贺西煤矿3311工作面沿空留巷为背景,采用FLAC~(3D)有限差分程序计算分析了不同工作面回采阶段沿空留巷围岩、充填墙体及煤柱中的应力、变形分布特征,提出了沿空留巷合理的支护对策。研究结果表明:沿空留巷直接顶内的垂直应力和水平应力变化剧烈程度明显大于基本顶;围岩及充填墙体受力变化受3311工作面回采滞后采动应力作用明显,且主要对垂直应力的变化产生影响;3313工作面二次采动阶段,巷道围岩的变形受采动影响的敏感性远大于受力,即在充填墙体和巷道围岩应力增加很小的情况下,巷道变形增幅却相对较大,且主要表现为底鼓和两帮移近。井下试验表明,采用锚杆锚索与充填墙体联合支护后,通过优化现场施工工艺,沿空留巷满足了回采工作面的通风需求,降低了巷道掘进成本,实现了回采工作面快速推进。     

开采扰动下水平矿柱稳定性数值分析研究

采用数值模拟计算的方法分析了某矿山-290 m水平矿柱在开采扰动过程中的力学效应显现规律。研究结果表明,上部中段采场胶结充填及硐室开挖后,应力向水平矿柱转移;下部中段开采后,水平矿柱整体处于高度应力集中状态,大部分区域都能从开采过程中的拉剪破坏恢复到弹性工作状态。综合分析结果表明,水平矿柱在开采扰动过程中整体稳定性良好。     

夏甸金矿深部矿体预切顶灾害隔离开采技术研究

针对夏甸金矿由于深部倾斜厚矿体上盘存在断层泥,导致现阶段使用的无底柱分段崩落法出现损失贫化率高和地表保护难等主要问题,结合矿山开采技术条件及矿山现状,提出预切顶灾害隔离开采试验方案。在采场中先回采上盘三角矿体,之后高浓度高灰砂比分级尾砂胶结充填采空区,隔离上盘稳定性差的断层泥灾害体。在矿块中先采矿柱,采用高强度胶结充填;后采矿房,采用低强度或水砂充填。试验结果表明：该方案能较好控制地压,降低损失贫化,提高生产能力,实现深部矿体安全、高效、经济开采目标。     

安庆铜矿高阶段大直径深孔采矿相似材料模拟实验

在安庆铜矿120m高阶段大直径强化开采试验研究中,为优化矿柱回采顺序,研究矿柱回采过程中两侧充填体的稳定性,根据矿山实际情况,应用相似原理,进行了相似材料模拟实验。实验结果表明,矿柱回采顺序应从矿体中央向两翼间隔推进;回采过程中两侧充填体总体上是稳定的;回采后应及时对空区进行尾砂充填。     

混凝土填充墙支护下沿空留巷稳定性分析

为揭示混凝土填充墙支护下综采沿空回采巷道矿压显现规律,有效控制围岩变形,根据某矿综采面地质与开采条件,应用数值计算方法研究采后留巷的稳定性。数据分析显示:混凝土墙支护下沿空留巷围岩应力随采煤工作面推进呈周期性变化,采后20 m范围的巷道围岩来压较剧烈,是重点支护区域;巷道围岩位移量随采煤工作面的推进而增大,其中巷帮移近量较小,而顶板下沉量较大,表明采用混凝土墙支护沿空留巷有利于巷帮的稳定,但不利于顶板稳定。